水上农场耕作技术的特点及优势

    水上耕作在世界上有悠久的历史,包括渔民自创排伐栽培及阿兹特克文明的水中田耕作模式;但如何利用现代农设施构建技术及新型无土耕作技术结合的,在国内外尚属首例。水上耕作包括水上种植、水上栽花、水上种菜等,就是把植物的生长栽培融入到水域的小气候环境中,不包括原来水生植物的栽培,意指陆生源于陆生生态的植物通过水上耕作设施的建设,实现耕作水域化的技术。广义来说包括采用栽培板或漂体进行漂浮栽培,让植物的根系置于水体中,但这种方式适栽的品种有限,而且植物与水之间的生态适应及生物转化率低,无法实现广泛适普性的应用。而水上农场耕作技术所指适合所有植物的水域耕作,利用耕作平台建设技术,应用水体水域表面空间,建成漂浮的水上农场,再结合无土化耕作技术,与水域之间形成水体水灌溉循环利用的生态系统,即利用水域水及优化的微生物矿化环境再结合植物的肥水吸收利用机制,形成水质净化、植物生长、益生菌大量滋生的平衡生境,建成仿自然而胜自然的人工生态系统,构建起生产、生态皆营共生共荣的协同耕作模式。具体包括以下四大技术。

一、耕作平台的建设

   利用钢构网架技术构建平台,钢构由上层三角结构,空间桁架结构及底层的蜂窝结构组件式装配而成,具有承重性强,抗波浪击打性好,平台稳定方便管理的优点。为实现网架平台漂浮于水面,采用化工桶作为浮体,按照钢构重量、平台拟承重重量,计算出总承重量,并承重排水量配备安装相应数量的化工桶作平台的承重浮体,把平台浮托于水面之上。

二、栽培设施的构建

   如果以水质净化处理为主的建设目标,通常采用砾石基质培,或者陶粒培,如果以空间水域的利用为主,而可以植入耕作效率高的水培与气雾栽培,栽培设施则为相对独立的耕作系统,采用营养液循环栽培。在生产上可以灵活应用,比如富营养化的水,而且是有工业污染的水,则以建设水上花园与水上森林为主,栽培非食物链植物;如果是生活污水或者无重金属及工业污染的禽畜养殖或水产养殖所污染的水体,则可以建设成水上果园与菜园或药草园,实现净化水质同时,构建水上耕作空间;如果清洁的水域则可能过平台构建再植入营养液气雾培技术,实现水上的绿化美化与空间利用,起到创造耕地与拓展空间的效果。

以水上花园建设为例,水上花园具技术要求简单,构建便捷,管理用工少等优点,一旦建成无需太多的平台管理操作,适合永久性的水域生态景观打造,选择多年生的乔灌木品种。按照栽培植物的株型,于平台上进行均匀布点,每定植点固定放置一装满碎石或陶粒基质的美植袋作为栽培容器。以碎石或陶粒作为基质,具有透气性好,不易碎化与老化的优点,使用寿命长,并且不利于杂草滋生。长时间的水体水灌溉滤化也不会导致滤化物的超负载,能长期保持良好的透气性,有利于滤化有机物的矿化发酵及硝化转化。

三、循环系统的安装

   循环系统指不同栽培模式的灌溉方式,分为闭锁式循环,与开放式循环,如果以水质处理净化为建设目标的水上耕作,则采用开放式循环,即水体水经由栽培系统后,回流至大水体。如果以利用水上空间创造耕地的,则可以采用闭锁循环,采用营养液栽培以提高生长效率。循环的管道系统,分为水培模式的提水回流式循环,气雾栽培系统的喷雾灌溉循环,碎石陶粒培的开放式滴灌灌溉循环。如有外源电接入的则采用普通水泵,如离网无外源电接入的则采用太阳能水泵。

四、植物品种的选择

   从技术构建特点来说,水上耕作适合所有植物,具体可以因生产上灵活选择;如果富营养化工业污染水,可以选择树木类或景观类树种或花卉,即非食用植物,如果无害的富营养水,可以利用丰富的水中养分,进行食用型作物的栽培生产(以果树大生物量作物为主)。如果仅仅利用水域空间进行闭锁养液循环的,可以生产各种瓜果蔬菜与药草,并且采用高效立体生产模式。

    水上耕作具有以下几大技术优势,一是有水域的保护,水上农场小气候环境较为稳定,寒冷天气利用水释放潜热,起到气候缓冲作用,夏日高温,有水域的保护,小环境气温低于陆地环境;二是水域耕作具孤岛效应,水体对病虫起到天然隔断作用,减少病虫滋生与传播之场所与途径;三是优化了水域生态,包括水面与水下生态的优化与重构。四、是创造了耕地,对水乡发展农业生产意义重大。

水上花园

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